+

Nebezpečí, riziko a ochranná opatření u technických zařízení

Ing. Michal Kříž

V současné době se takřka od každého vyžaduje, aby posuzoval rizika a aby prováděl opatření na jejich snížení. To se považuje za něco nového, moderního, čím výrazně zvýšíme celkovou úroveň bezpečnosti oproti stavu, kdy tento moderní pojem nebyl zaveden. K tomu, abychom se v otázkách bezpečnosti technických zařízení snadněji orientovali, si ozřejmíme základní pojmy a vztahy mezi nimi. Ukážeme si rovněž, jakým způsobem se tyto pojmy uplatňují v praxi.

Škoda může být fyzické zranění, poškození zdraví, ale i poškození majetku, okolí nebo prostředí. Škodu může představovat člověk zasažený elektrickým proudem, popálený elektrickým obloukem, zraněný vymrštěným předmětem, popálený horkým povrchem, člověk jehož zdraví je zničeno dlouhodobým pobytem ve znečištěném ovzduší. Škodu však představuje i vyhořelý dům, spadlá věž, les zničený exhalacemi.

Nebezpečí je potenciální zdroj škody. Např.
- mechanické nebezpečí představují padající předměty, jedoucí automobily, sklíčidlo zapomenuté ve stojanové vrtačce, mechanicky opracovávaný nedostatečně upevněný obrobek, pohybující se části strojů,
- elektrické nebezpečí představuje vodič napájený z elektrického zdroje nebo elektricky nabitý předmět.

Riziko je kombinace výskytu škody a závažnosti této škody. Etické důvody nám brání v tom, započítávat do závažnosti škody cenu lidského života. Nicméně, abychom uvedli příklad, podívejme se na materiální škody. Svého času se uvádělo, že každá sauna jednou vyhoří. Počítáme-li životnost sauny (do vyhoření) 7 let a cenu sauny 210 tis. Kč, lze vyčíslit riziko z používání sauny na 30 tis. Kč za rok, popř. 82 Kč za den. To není příliš velká částka, ovšem za předpokladu, že požár není přenesen na objekt, v němž nebo v jehož blízkosti se sauna nachází. Předpokládáme-li pak cenu objektu 3,5 ml. Kč, lze již vyčíslit riziko z používání sauny na půl milionu Kč za rok, což již dělá téměř 1 400 Kč za den. Takže, pokud bychom chtěli být na takovou ztrátu připraveni, měli bychom si každý den střádat přibližně 1 500 Kč. To samozřejmě není legrace ani pro ty z nás, kteří jsou trochu majetnější. Proto raději provedou ochranná opatření.

Ochranná opatření tedy provedeme proto, abychom snížili riziko. Např. jestliže saunu nebudeme umísťovat do objektu, ale na zahradu do blízkosti bazénku a vzdálenou od hořlavých hmot a materiálů, budeme moci počítat s vyčísleným rizikem přibližně uvedených 80 Kč na den. A to už unesou i ti méně majetní. To jsme ovšem počítali se snadným únikem ze sauny. Dveře zapříčené v důsledku zvýšené teploty by však mohly proměnit škodu, s kterou se snad smíříme, v tragedii. Proto jako nezbytné opatření se jeví zajištění snadného úniku ze sauny, a to za všech okolností. Jestliže provedeme uvedená opatření, jak vidíme, nám ještě určité riziko zůstane. Shoří sauna – riziko je vyčísleno na 80 Kč za den. To je tzv. zbytkové riziko.

Zbytkové riziko je riziko, které zůstává i po použití ochranných opatření. Přitom zbytkové riziko může být různé, podle opatření, které na odvrácení nebezpečí uplatníme. Například, jestliže vybavíme saunu čidlem zvýšené teploty u stropu, snížíme opět zbytkové riziko. Sauna vyhoří po sedmi letech až od okamžiku, kdy přestalo čidlo fungovat. Vezmeme-li, že čidlo přestává být funkční po pěti letech, a počítáme-li, že pak až po 7 letech dojde k zahoření sauny, sníží se nám zbytkové riziko na necelých 50 Kč na den. (Nezdá se to mnoho, ale instalací čidla jsme ušetřili 5 let života sauny, to znamená pět dvanáctin z 210 tis. Kč, což dělá celkem 87 500 Kč.) Jestliže však budeme pořádní a zařízení sauny si necháme každé dva roky překontrolovat, je pravděpodobnost toho, že dojde k selhání čidla ve dvou letech mezi dvěma kontrolami řekněme 0,1 (na jeden rok je ta pravděpodobnost pouze 0,05) a že v době od selhání čidla do další kontroly dojde k zahoření (tj. průměrně v době jednoho roku), je 0,5 : 7 = 0,07, takže pravděpodobnost požáru v jednom roce je 0,05 × 0,07 = 0,0035, což znamená, že sauna by nám měla vydržet při uvedených bezpečnostních opatřeních v průměru necelých 300 let. To samozřejmě není náš cíl – ale výsledek ukazuje, že si z hlediska nebezpečí požáru od sauny můžeme být poměrně jisti a na novou saunu můžeme šetřit, aniž bychom se zatěžovali myšlenkou na možný požár té, která nám zatím slouží.

Požadavky na elektrotechnické výrobky a zařízení
Většinou nestavíme na zelené louce a nejsme první průkopníci, kteří se odhadem rizika a volbou ochranných opatření v technických odvětvích zabývají. V oblasti elektrotechniky to provádějí odborníci již déle než sto let. Výsledkem jejich činnosti jsou dohodnuté požadavky zakotvené jednak v právních předpisech a podrobněji rozvedené v technických normách. Aniž se tomu tak kdy říkalo, odborníci vždy vyhodnocovaly rizika jednak z hlediska elektrotechnických výrobků a jednak z hlediska elektrických instalací, do kterých se elektrotechnické výrobky buď instalují, anebo se na ně připojují a z nich se napájejí. Jak instalace, tak výrobky slouží různému účelu. Jsou určeny pro osoby s rozdílnými schopnostmi pro zacházení s elektrickým zařízením (od dětí až po elektrotechnické odborníky). Jsou určeny pro různé klimatické a povětrnostní vlivy – pro klimatizované prostory i pro venkovní umístění, kde může působit slaná mlha, kyselý déšť i silná námraza. To vše je již v normách vyhodnoceno. Dalo by se říci, že stačí jenom nalistovat příslušná ustanovení, podle nich určit jaké vlivy na zařízení působí, na základě toho objednat zařízení příslušného provedení, elektrickou instalaci provést s použitím vhodných elektrických předmětů rovněž tak, aby odpovídala předepsaným požadavkům.
V řadě případů tomu tak může skutečně být. Žádný předpis, žádná norma však nemůže zcela postihnout skutečnost, kterou svou prací teprve vytváříme. Jiná je bytová koupelna než prostor se sprchami sloužící v průmyslovém závodě.

Jak to vypadá s rizikem v elektrotechnice a jeho vyhodnocováním nyní?
Připravuje se nová mezinárodní norma "Bezpečnost ve vztahu k vyhodnocování rizika v oblasti nízkého napětí“.

Tato mezinárodní norma se má uplatnit ve všech elektrotechnických oborech (obhospodařovaných technickými komisemi IEC), ve kterých může být z hlediska zařízení nízkého napětí ohrožena bezpečnost. Umožní uplatnit pokyny ISO/IEC 50, 51 a 71 a bude poskytovat praktické pokyny pro systematické vyhodnocování rizika a postup jeho omezování.
Tato norma bude základní bezpečnostní publikací v souladu s definicemi a postupy stanovenými Pokynem IEC 104. Technické komise zpracovávající normy bezpečnosti mají povinnost provádět systematicky vyhodnocování rizik pro všechna nebezpečí spojená s uvažovanými výrobky ještě předtím, než v příslušných normách navrhnou bezpečnostní požadavky.
Tuto normu mohou použít také výrobci pro návrh výrobku, jestliže se na ně žádná norma výrobku nevztahuje nebo jestliže se výrobce rozhodne takovou příslušnou normu na svůj výrobek nepoužít. Na obr. 1 je znázorněn princip integrované bezpečnosti elektrického zařízení. Je na něm znázorněno, že se vychází především ze základní koncepce zařízení, která musí především bezpečnost zaručovat. V případě, že úroveň bezpečnosti zajišťovaná základní konstrukcí zařízení (výrobku) nevyhovuje současným vysokým nárokům, provádějí se dodatečná technická bezpečnostní opatření. Zbytkové riziko je pak možno odstranit pomocí informace o použití zařízení (výrobku).

Obr. 1 Princip integrované bezpečnosti. Potřebné omezení rizika se dosahuje provedením výrobku, technicko bezpečnostními opatřeními a informacemi o použití.

Základním konceptem
vyhodnocení rizika je soubor po sobě následujících logických kroků, které začínají určením toho, kde vlastně začíná a končí zařízení nízkého napětí. Další krok umožňuje symetrickým způsobem ověřit, jaké nebezpečí je se zařízením nn spojeno. Poté, co se následně odhadne nebezpečí a vyhodnotí riziko a/nebo se riziko porovná s obdobnými případy, následují, pokud je to nutné, kroky k omezení rizika. Když se tento postup opakuje, jedná se o iterační proces, jímž se uplatní nejvhodnější ochranná opatření, kterými se nebezpečí prakticky eliminuje.

Vyhodnocení rizika zahrnuje (viz obr. 2):
a) analýzu rizika, tj.:
1) určení mezí zařízení nn,
2) určení nebezpečí,
3) odhad rizika,

b) vyhodnocení nebo porovnání rizika.

Analýzou rizika se zajišťují informace požadované pro vyhodnocení rizika, které naopak umožňuje posoudit bezpečnost zařízení nn.

Odhad rizika záleží na kritickém rozhodnutí. Taková rozhodnutí musí být podporována kvalitativními metodami doplněnými v největší možné míře kvantitativními metodami. Kvantitativní metody mohou být vhodné, jestliže potenciální závažnost a rozsah poranění nebo škody jsou vysoké a jestliže je dostatek podkladů a dat, které toto posouzení umožňují. Kvantitativní metody jsou užitečné k posouzení alternativních ochranných opatření a k rozhodnutí o tom, které opatření poskytuje lepší ochranu.

Uplatnění kvantitativních metod je omezeno nedostatkem užitečných údajů, které jsou k dispozici a v mnoha případech je proto možno uplatnit pouze kvalitativní vyhodnocení rizika.

Vyhodnocení rizika musí být vedeno takovým způsobem, aby bylo možné dokumentovat postup, který byl využit a výsledky, kterých bylo dosaženo.

Vyhodnocení rizika rozhoduje o tom, zda je jeho omezení potřebné.

Obr. 2 Iterační proces zajištění bezpečnosti

Jak je to s vyhodnocováním rizika po stránce norem, které jsme si zvykli nazývat elektrotechnické předpisy a kterým dnes říkáme pravidla pro elektrotechniku, tedy základních elektrotechnických norem. Jak již bylo uvedeno, nebezpečím je vodič napájený z elektrického zdroje nebo elektricky nabitý předmět. Riziko je kombinace výskytu škody a závažnosti této škody.

To, jak závažné může být poranění způsobené elektrickým proudem, je předmětem řady studií. Existují zprávy IEC (zavedené i v ČR zatím jako dvě ČSN IEC 60479), které uvádějí přehled účinků proudů a nábojů na lidský organizmus v závislosti na různých vlivech (velikosti napětí, kmitočtu proudů, velikosti plochy, kterou se člověk dotýká živé části atd.). Rizikem v závislosti na kvalifikaci osob zacházejících s živými částmi se rovněž zabývá řada právních předpisů i technických norem. Podle tohoto rizika se volí opatření, která jsou stanovena jak v normách výrobků, tak v pravidlech pro elektrotechniku, proti účinkům těchto elektrických rizik.

Jedná se tedy o daleko jemnější rozdělení rizik, jejich vyhodnocování i o daleko podrobnější opatření vůči nim, než s jakými uvažuje hrubé rozdělení podle EN 954-1, 1050 a dalších evropských norem platných pro bezpečnost strojních zařízení.

Posouzení rizika u technických, především pak strojních zařízení

Na příkladě v úvodu jsme si ukázali, jak je v některých případech jednoduché riziko posuzovat. Proti metodě, kdy se vyhodnocují škody a účinnost ochranných a preventivních opatření pomocí finančního ohodnocení, nemůže být námitek. Ve většině případů však tento postup není bez potíží. Proto se v případě strojních zařízení, mezi něž můžeme počítat i zdvihací zařízení, postupuje trochu jiným způsobem. Hodnotí se jednak závažnost zranění při poruše, potom jak je ohrožení rizikem četné a nakonec, zda je možné se rizika vyvarovat. S ohledem na tyto okolnosti se volí příslušné části řídicího systému, tj. odpovídající typy přístrojů a volí se vhodné zapojení bezpečnostních obvodů.

Obr. 3 Graf pro odhad rizika

B bezpečnostní části řízení stroje a komponenty odpovídají současnému stavu techniky a zohledňují i působení vnějších vlivů,

Kategorie
Požadavky
1
jako B, kromě toho se však uplatňují osvědčené bezpečnostní součásti a principy,
2
jako B, kromě toho řídicí systém pravidelně ve vhodných intervalech testuje bezpečnostní funkce,
3
jako B, kromě toho odolnost vůči jednotlivým závadám, které jsou přitom detekovány, jak to současný stav techniky dovoluje,
4
jako B, kromě toho odolnost vůči jednotlivým závadám, které jsou přitom detekovány tak, že nehrozí nebezpečí ani při více současných závadách.

Z uvedeného vyplývá, že vyhodnocování rizika není tak jednoznačně průhledné jako u předchozího příkladu. Srozumitelná měřítka následných škod v kombinaci s pravděpodobností zde chybí, protože to není přepočítáno na finance. Přesto však je uvedený způsob užíván a dokonce bylo dohodnuto jej normalizovat. Poskytuje alespoň nějaké odstupňování bezpečnostních řešení s ohledem na možné škody, kterým je třeba zabránit.

Graf na obr. 3 pro odhad rizika odpovídající EN 954-1 představuje spojovací článek mezi odhadem rizikovosti a volbou řídicích obvodů a jejich komponentů. Pomocí grafu se vybere přiměřená kategorie požadavků a pak se mezi příklady řídicích obvodů najde vhodné zapojení.

Zatímco dříve jsme v normách měli uvedeno, že je nutno použít např. dvojnásobné vypínání v pomocných obvodech, aby bylo zaručeno bezpečné vypnutí v hlavním obvodu nebo že vypínání musí být mechanicky a elektricky vzájemně blokované, dnes uvádíme kategorii bezpečnosti a podle ní volíme obvody, které mají bezpečnou funkci stroje zajistit.

Jako příklad je možno uvést pohyblivý ochranný kryt, jehož poloha je kontrolovaná bezpečnostním ochranným spínačem. V tomto případě je nutno zajistit, aby při otevřeném pohyblivém ochranném krytu byly zablokovány veškeré nebezpečné pohyby stroje. Při odhadu rizikovosti se posuzují následky selhání bezpečnostní části řídicího systému. Vezmeme-li jako příklad již uvedený pohyblivý ochranný kryt, musíme předpokládat, že v důsledku vzniklé závady může stroj zůstat v provozu i při otevřeném krytu. Přitom je nutno si odpovědět na následující otázky:

jak závažné může být případné zranění, které může stroj způsobit?

Pokud jsou následky úrazu převážně přechodného charakteru, např. pohmožděniny nebo mělké řezné rány bez komplikací, je možné zvolit S1 (a z toho již přímo vyplývající kategorii bezpečnosti 1, i když je s dalšími opatřeními přípustná ještě i kategorie B). Pokud může dojít k úrazu s trvalými následky nebo dokonce ke smrti, je nutné přejít na spojnici S2.
Dalším krokem při odhadu rizikovosti je posouzení toho, jak často a jak dlouho se ohrožená osoba v nebezpečném prostoru nachází.

Pokud lze situaci hodnotit termíny „zřídka“ nebo „občas“, popř. doba pobytu v nebezpečném prostoru je krátká, lze zvolit F1. Při častém nebo dokonce nepřetržitém ohrožení, popř. při dlouhém pobytu v nebezpečném prostoru, je třeba volit spojnici F2; typickým případem pro volbu F2 je pravidelné sahání mezi nástroje např. při vkládání nebo vyjímání obrobků v automatickém provozu. Pokud se mezi nástroje zasahuje jen čas od času, je možno volit F1.

Nakonec zbývá zodpovědět otázku, zda existuje možnost vyvarovat se rizika. Vyvarovat se rizika nebo se riziku vyhnout je možné především tehdy, jestliže je možné nebezpečí rozeznat. Aby o této otázce bylo možné rozhodnout, je vhodné si ujasnit, jak odpovíme na následující otázky:

Je možné nebezpečí rozeznat podle jeho zřejmých vlastností, které můžeme zřetelně svými smysly zjistit, nebo je můžeme rozeznat jen pomocí technických zařízení a signalizace?

Objevuje se nebezpečí znenadání, rychle a neočekávaně, nebo pomalu a zřetelně?

Lze nebezpečí odvrátit vlastním zásahem (vytažením ruky z nebezpečného prostoru, útěkem apod.) nebo jen zásahem třetí osoby?

Obsluhují stroj, zařízení laici nebo kvalifikovaní odborníci, kteří s prací na stroji mají zkušenosti?

Jedná se o provoz pod dohledem nebo o nekontrolovaný provoz?

Existují již nějaké zkušenosti se zajišťováním bezpečnosti výrobního procesu?

Jestliže je možno odpovědět kladně na prvé části uvedených dotazů (a na poslední dotaz celý), je možno usuzovat, že existuje reálná šance nebezpečí vzniku rizikové situace odvrátit. Pak je možno volit P1. Jinak se raději přikloníme k P2.

I odborníci tvrdí, že uvedený odhad rizika je pouze kvalitativní a není matematicky přesný. Malá výsledná přesnost odpovídá tomu, jak je postup jednoduchý. V žádném případě tento postup nesmí být chápán jako náhrada vyhodnocení rizika podle EN 1050 a může být chápán pouze jako jeho součást.

Kategorie pro řídicí systémy
Na uvedený odhad rizika navazují kategorie požadavků na bezpečnostní části řídicího systému. Ty musí být určeny právě na základě odhadu rizika. Čím více chceme riziko pomocí bezpečnostních částí snížit, tím větší musí být schopnost těchto částí odolávat závadám.

Jako měřítko pro hodnocení odolnosti vůči závadám je v ČSN EN 954-1 uvedeno pět kategorií. Pro jednotlivé kategorie je uvedeno, co mají bezpečnostní části splňovat a čemu mají odolávat. Základem veškerého posuzování je to, jak se bezpečnostní část osvědčila v předchozích užitích a jak je ověřena při použití podle stanovených bezpečnostních zásad (např. opatření proti zkratování obvodu, předimenzování součástí, rozpojení obvodu, jakmile se závada objeví, detekování závad, omezení účinků závady např. uzemněním zařízení).

Kategorie B (základní kategorie)
Bezpečnostní části musí odpovídat současnému stavu techniky a odolávat předpokládaným vnějším vlivům. (Mohou to být i elektronické součástky.)

Kategorie 1
Bezpečnostní části musí být navrženy a vyrobeny s použitím osvědčených bezpečnostních součástí a uplatněním bezpečnostních zásad. Za osvědčené se přitom považují např. polohové spínače s nuceným rozepínáním kontaktů. S elektronickými součástkami tyto požadavky nelze v současné době splnit.

Kategorie 2
Kromě požadavků na kategorii B musí být funkce bezpečnostních částí řídicího systému ve vhodných intervalech pravidelně kontrolována. Kontroly mohou být prováděny ručně nebo automaticky. Musí proběhnout minimálně při každém spuštění. Přitom není vyloučeno, že mezi testováním může vzniknout na stroji riziková situace.

Kategorie 3
Při jednotlivé závadě nesmí dojít ke ztrátě bezpečnostní funkce. Vzhledem k tomu, že závady nemusí být okamžitě detekovány, může dojít v důsledku nakupení závad ke vzniku rizikové situace. Typickým příkladem je využití redundantních zapojení bez automatické kontroly. (Funkce je třeba pravidelně kontrolovat.)

Kategorie 4
Při jednotlivé závadě nesmí dojít ke ztrátě bezpečnostní funkce. Vzniklou závadu je třeba detekovat buď okamžitě, nebo alespoň před výskytem dalšího potenciálního nebezpečí (např. při uzavření ochranného krytu před novým spuštěním stroje). Jestliže to však není možné, nesmí nahromadění závad vést ke ztrátě bezpečnostní funkce.

Příklady jednotlivých kategorií řídicích obvodů
Na následujících příkladech si můžeme ukázat příklady zapojení obvodů z hlediska kategorií požadavků na bezpečnostní části řídicího systému.

Příklad nouzového zastavení (vypnutí) kategorie 1
Na obr. 4 můžeme vidět, jak se prostřednictvím řídicích obvodů může realizovat funkce nouzového zastavení (vypnutí) u jednoduchých strojů a pohonů. Stisknutím tlačítka pro nouzové zastavení je přerušen přívod napětí na cívku stykače K1M (v případě obvodu nalevo) nebo na podpěťovou spoušť motorového spouštěče. V prvém případě stykač, ve druhém případě mechanizmus podpěťové spouště zajistí rozpojení silových kontaktů, čímž se odpojí přívod energie.

Jedná se o realizaci nouzového zastavení tehdy, kdy nebezpečí pro obsluhu nebo strojní zařízení mohou vznikat, přitom však v případě jeho poruchy přichází v úvahu jenom lehké zranění. Používá se u jednoduchých strojů a pohonů, jejichž provozní spínání se zajišťuje buď stykači, nebo motorovými spouštěči. Přitom okamžité odpojení přívodu energie nevede ke vzniku nebezpečných stavů (jedná se o neřízení zastavení – STOP kategorie 0 podle EN 60204-1).

Pro použití platí tyto podmínky:
Řídicí přístroj musí splňovat požadavky na nucené rozpínání kontaktů (podle EN 60947-5-1 příloha K) a funkční specifikaci podle EN 418. V obvodech musí být použity pevně propojené elektromechanické součásti. Stykače a motorové spouštěče pro provozní spínání motorů musí být zapojeny tak, aby bylo možné detekovat některé závady (např. zemní spojení). Propojovací vedení musí být chráněno proti poškození. Funkce nouzového zastavení musí být pravidelně testována. Napájení musí být v souladu se zásadami EN 60204-1.

Následky jednotlivých závad:
- přemostěním kontaktu řídicího přístroje nebo při nerozepnutí (lepení) kontaktů stykače K1M nebo motorového spouštěče QF1 dojde ke ztrátě bezpečnostní funkce,
- přerušení vodičů obvodu nouzového zastavení vede k okamžitému vypnutí (zastavení),
- zemní spojení v obvodu nouzového zastavení vede k okamžitému vypnutí (zastavení).


Obr. 4 Použití přístrojů pro provozní spínání (stykač K1M nebo motorový spouštěč QF1) pro nouzové zastavení

Příklad nouzového zastavení (vypnutí) kategorie 2
Na obr. 5 můžeme vidět, jak se prostřednictvím řídicích obvodů může funkce nouzového zastavení (vypnutí) realizovat u rozsáhlých řídicích systémů, kde se musí vypnout několik řídicích obvodů najednou.

K tomu, abychom pochopili, jak nouzové zastavení (vypnutí) funguje a jak je při něm zajištěno, že nedojde k jeho selhání, je vhodné rozložit si celý proces nejen nouzového vypínání, ale i spouštění, do jednotlivých kroků:

Krok

Řídicí obvody

Uvolňovací obvody

Počáteční stav

Cívky stykačů K1, K2, K3 jsou bez napětí

 

klidové kontakty 21-22, 31, 32 stykačů K2 a K3 jsou sepnuty,

spínací kontakty 13-14 stykače K1 i zapínacího tlačítka S3 (ZAP) jsou rozpojeny

klidové kontakty 51-52, 61-62, 71-72 a 81-82 stykače K1 jsou sepnuty,

spínací kontakty 53-54, 63-64, 73-74 a 83-84 stykačů K2 a K3 jsou rozpojeny

Spouštění

1

sepnutí kontaktů 13-14 tlačítka S3,

cívka stykače K1 pod napětím

 

2

sepnutí kontaktů 23-24 a 33-34 stykače K1 v obvodech stykačů K2 a K3, uvedení cívek stykačů K2 a K3 pod napětí, zároveň kontakty 13-14 stykače K1 v jeho obvodě vytvoří jeho samopřídrž až do sepnutí stykačů K2 a K3

rozpojení klidových kontaktů 51-52, 61-62, 71-72 a 81-82 stykače K1

3

sepnutí samopřídržných kontaktů 13-14 stykačů K2 a K3 v obvodech těchto stykačů, rozpojení uvolňovacích kontaktů 21-22, 31-32 stykačů K2 a K3 v obvodu stykače K1

sepnutí spínacích kontaktů 53-54, 63-64, 73-74 a 83-84 stykačů K2 a K3

4

cívka stykač K1 je bez napětí

sepnutí klidových kontaktů 51-52, 61-62, 71-72 a 81-82 stykače K1

Výsledný stav po spuštění

 

cívka stykače K1 je bez napětí, cívky stykačů K2, K3 jsou pod napětím

jsou sepnuty veškeré kontakty, tj. 51-52, 61-62, 71-72 a 81-82 stykače K1 i 53,-54, 63-64, 73-74 a 83-84 stykačů K2 a K3

Poznámka: Při chybné funkci stykačů K2 nebo K3, jestliže jeden z nich nepřitáhne, zůstane cívka stykače K1 pod napětím a tím zůstanou kontakty 51-52, 61-62, 71-72 a 81-82 rozpojeny a zařízení se nespustí.

Nouzové zastavení

1

rozpojením klidových kontaktů 21-22 tlačítka S1 nouzového zastavení dojde ke ztrátě napětí na cívkách stykačů K2 a K3

 

2

rozpojí se přídržné kontakty 13-14 stykačů K2 a K3 v jejich obvodech, spojí se klidové kontakty 21-22 a 31-32 stykačů K2 a K3 v obvodu stykače K1 (který stejně zůstává bez napětí, protože nejsou spojeny kontakty 13-14 zapínacího tlačítka S3 ani přídržného kontaktu tohoto stykače)

rozpojí se spínací kontakty 53-54, 63-64, 73-74 a 83-84 stykačů K2 a K3

Poznámka: Při chybné funkci stykačů K2 nebo K3, jestliže neodpadnou, nedojde ke spojení klidových kontaktů v obvodu stykače K1, jeho cívka se pak, při následujícím spuštění, nemůže dostat pod napětí, a to opět signalizuje poruchu v obvodu nouzového zastavení (vypnutí). To signalizuje, že jeden ze stykačů K2, K3 neodpadl. Přitom však k řádnému vypnutí postačí, jestliže vypne pouze jeden ze stykačů K2, K3.

Výsledný stav po řádném (bezchybném) nouzovém zastavení je shodný s počátečním stavem.

Na uvedeném příkladě je totiž vidět, že zajištění bezpečného vypnutí je ověřováno již během spouštění strojního zařízení ovládaného několika řídicími obvody. Kdyby totiž řídicí obvod zajišťující nouzové zastavení nebyl v pořádku, nedošlo by ve většině případů ani ke spuštění celého zařízení a všech jeho řídicích obvodů. Při samotném nouzovém zastavení, pokud neodpadly stykače tak, jak měly, zůstává závada zafixována ve stavu obvodu stykačů K1, K2, K3 (jeden ze stykačů K2 nebo K3 neodpadl) a nemůže dojít ke spuštění, protože cívka stykače K1 se nemůže dostat pod napětí a nemůže začít celý proces spouštění.

Jedná se o realizaci nouzového zastavení v případě, kdy nebezpečí pro obsluhu je sice vážné, ovšem četnost nebezpečných situací je malá nebo doba ohrožení je krátká, přičemž obsluha zařízení má čas i na to, aby si nebezpečí uvědomila a včas se mu vyvarovala. Přitom ani v tomto případě okamžité odpojení přívodu energie nevede ke vzniku nebezpečných stavů (jedná se o neřízení zastavení – STOP kategorie 0 podle EN 60204-1).

Pro použití platí tyto podmínky:
Řídicí přístroj musí splňovat požadavky na nucené rozpínání kontaktů (podle EN 60947-5-1 příloha K) a funkční specifikaci podle EN 418. Kontakty použitých stykačů musí mít nucené vedení. V obvodech musí být použity pevně propojené elektromechanické součásti. Propojovací vedení k tlačítku pro nouzové zastavení musí být chráněno proti poškození. Po uvolnění tlačítka stop se za normálních okolností vrací stykače do výchozí polohy. Funkce nouzového zastavení musí být pravidelně testována. Napájení a ochranné členy musí být v souladu se zásadami EN 60204-1.

Obr. 5 Schéma zapojení řídicích obvodů pro nouzové zastavení se třemi spínanými obvody

Příklad zjišťování nebezpečí v  případě prací na elektrickém vedení

Obr. 6 Znázornění možných nebezpečích při práci na elektrickém venkovním vedení v blízkosti silnice

Tabulka ke zjišťování nebezpečí v případě situace znázorněné na obr. 6

Vytvořeno: 13. 2. 2007
     
     
    Facebook
    Twitter Obchod IN-EL